Про синергетики як точної науки і філософії. Вступні судження про синергетики
92. Нова наука і проблема її кордонів
93. Предмет синергетики
Предметом вивчення синергетики (або за іншою версією назви цієї науки - нерівноважноїтермодинаміки) є нелінійні процеси в різних середовищах (фізичних, хімічних, біологічних, соціумних), що знаходяться в стані, далекому від рівноваги. Ось, для прикладу, список областей, при вивченні яких можна застосувати формалізм синергетики: теплова конвекція, хвилі в плазмі, протягом хімічних і біохімічних реакцій, коливання чисельності біологічних популяцій, рух деяких небесних тіл, погодні і кліматичні зміни, демографічні процеси і т. Д. причому слід особливо підкреслити (хоча це і так зрозуміло), що перераховані об'єкти наукового вивчення не є в цілому предметом синергетики. Синергетика вивчає і прагне описати, в тому числі і математично, лише деякий, досить специфічний клас явищ в перерахованих і інших середовищах, в моменти, коли ті знаходяться в нестійких, далеких від рівноваги (нерівноважних) станах. Поки якийсь процес в фізичної, хімічної або іншому середовищі протікає відповідно до специфічних для цього середовища закономірностям (зазвичай лінійним), все що відбуваються в ньому явища цілком адекватно описуються в рамках відповідних спеціальних дисциплін (фізики, хімії, астрономії, біології і т.д.). Але при втраті процесом рівноваги - скажімо, при значному зовнішньому припливу енергії - в ньому можуть виникати ефекти, ніяк не пов'язані з його природою (фізичної, хімічної і т.д.).
94. Основні досягнення синергетики
До найбільш яскравим синергетическим ефектів - і по зовнішньому прояву і за значимістю для становлення цього нового наукового напрямку (та й усієї науки в цілому) - можна віднести явище спонтанного формування так званих дисипативних структур - макроскопічної організованості серед хаотично розподілених елементів, що знаходиться в сильно нерівноважному стані. Наприклад, при нагріванні тонкого шару рідини в ньому може раптово вийти мережа регулярних осередків, так званих вихорів Бенара. Феномен появи порядку з хаосу - формування структур, вихорів, хвиль, періодичних коливань в хімічних процесах - в синергетики прийнято називати самоорганізацією [15]. Саме вивчення і раціональне опис явищ самоорганізації виділив синергетику з інших дисциплін як еволюційну науку.
Відмінною рисою специфічних процесів, що відбуваються у відкритих нерівноважних середовищах, тобто в умовах припливу і відпливу енергії, є те, що вони описуються нелінійними рівняннями. Нелінійність вивчаються синергетикою процесів призводить до багатьох чудовим ефектів. Процеси в нерівноважної середовищі при одних і тих же умовах можуть протікати по декільком можливим траєкторіях, що відповідає множинності рішень нелінійних рівнянь, і при цьому може спостерігатися ефект спонтанного перескоку з однієї траєкторії на іншу. Точка, в якій процес «здійснює вибір» між можливими траєкторіями, називається точкою біфуркації. Вибір нерівноважної середовищем або потоком тій чи іншій траєкторії в точці біфуркації залежить від незначних флуктуацій середовища, що дозволяє говорити про істотну роль хаосу в нелінійних процесах.
Зрозуміло, що в кількох абзацах НЕ викласти предмет, методологію і досягнення синергетики. Але, сподіваюся, сказаного буде досить, щоб навіть людина, вперше прочитав слово «синергетика», зрозумів обговорювані далі проблеми.
[15] Тут слід особливо відзначити, що в синергетики як точної науки термін «самоорганізація» використовується саме в цьому вузькому сенсі, а не узагальнено - як феномен формування будь-яких систем.